وبلاگ

قدمه 1 -1
امروزه ب ا افزایش روز افزون قیمت انرژی ، آلیاژ های منیزیم به دلیل استحکام به وزن بالای کاربرد رو
به افزایشی در صنایع اتومبیل سازی پیدا کرده اند. آلیاژ های منیزیم از آلومینیم سبکتر هستند و
چگالی آنها حدود 0 66/ آلومینیم و اندکی بیش از پلاستیک های تقویت شده اس ت [4-1].
همچنین در عصر حاضر با توجه به افزایش توجه به مسائل زیست محیطی از قبیل کمتر شدن
مصرف سوخت و باالتبع کاهش گازهای آلاینده مانند Co2، نگاه ها ب ه استفاده از آلیاژهای سبک
بیشتر شده است. تخمین زده می شود هر اتومبیل در هر کیلومتر 156 گرم Co2 تولید می کند که
با استفاده از تکنولوژی منیزیم می تواند تا 70 گرم کاهش یابد [ 1-2 ].
برخی از مزایای استفاده از آلیاژ های منیزیم که آنها را برای مصارف ساختمانی و صنعتی مناسب
و لرزش خوب ، پایداری ابعادی ، مقاومت به 1 گردانده است شامل سبکی ، خاصیت خفه کردن صدا
ضربه ، هدایت الکتریکی و حرارتی خوب و… است [ 5-1 ] .
 2- 1 عناصر آلیاژی و سیستم های آلیاژی :
مهمترین عناصر آلیاژی که به طور آشکار استحکام کششی آلیاژ منیزیم را بهبود می بخشد آلومینیم
است که با تشکیل ترکیب بین فلزی Mg17Al12 سبب بهبود استحکام می شود، همچنین روی و
منگنز چنین خواصی دارند و با تشکیل ترکیب بین فلزی سبب بهبود خواص می گردند. با افزودن
مقدار کمی منگنز (% 2/0 ) مقاومت خوردگی آلیاژ افزایش می یابد . در زیر برخی از عناصر با مختصری

از تأثیرشان بر آلیاژهای منیزیم آمده است [ 3 -1 ].

آلومینیم : خواص کششی و سختی و قابلیت ریخته گری را بهبود می بخشد به همین دلیل است
که اکثر آلیاژهای معمول منیزیم (مانند AZ91) دارای آلومینیم می باشد .
برلیم : کمتر از 30 ppm در مذاب باعث کاهش چشمگیر اکسیداسیون آن می ش .ود
کلسیم : تأثیر مثبت بر ریزدانگی دارد و باعث بهبود مقاومت به خزش می شود .
لیتیم : منجر به بالا رفتن استحکام به کمک ایجاد محلول جامد می گردد، چگالی را کاهش می
دهد و انعطاف پذیری را بهبود می بخشد .
منگنز : بالاتر از 5/1% باعث افزایش استحکام کششی می شود، همچنین سبب بهبود مقاومت به
خوردگی، ریزدانگی و قابلیت جوش پذیری می شود .
عناصر نادر خاکی(RE) : همه این عناصر تشکیل سیستم یوتکتیک می دهند، رسوب های
یوتکتیک بسیار پایدار هستند و مقاومت به خزش، خوردگی و استحکام دمای بالا را بهبود می
بخشند .
سیلیسیم : قابلیت ریخته گری را کاهش می دهد ولی سبب بهبود مقاومت به خزش می شود .
طلا و نقره : مقاومت به خزش و استحکام دمای بالای آلیاژ را بهبود می بخشند ولی مقاومت به
خوردگی را پایین می آورند .
توریم : بر مقاومت به خزش و استحکام دمای بالا اثر مثبت دارد ولی به دلیل رادیو اکتی و بودن با
عناصر دیگر جایگزین می شود .
روی : روی در زمینه استحکام و قابلیت ریخته گری مانند آلومینیم عمل می کند و به همراه
آلومینیم می تواند منجر به ایجاد میکروپروسیتی شود .

سیستم الیاژی sn-Ag از  جمله مواد زود ذوب هستند که با توجه به خواص مکانیکی مناسب

، هدایت الکتریکی خوب و سازگاری با محیط زیست ، به عنوان یکی از رایجترین سیستم های

جایگزین برای سیستم  الیاژی مرسوم sn-pb توسعه یافته و جهت استفاده در بسته بندی

های الکترونیکی و اتصالات اجزا در مدار های چایی کاربرد گسترده ای یافته اند .

نقره خواص استحکامی بالاتری را نسبت به آلیاژ مرسوم sn-pb فراهم ی اورد اما انعطاف پذیری

پایین تری نسبت به سرب دارد و در غیاب سرب مقاومت به خستگی حرارتی این الیاژ را افزایش م دهد .

هم چنین نقره هدایت حرارتی و الکتریکی را در این سیستم بهبود می بخشد . با این حال دمای

ذوب بالاتر سیستم sn-Ag و ترشوندگی کمتر  آن نسبت به سیستم sn-pb  و همچنین وجود متغیر های

متعدد حاکم بر رفتار مکانیکی و تغییر شکلی اتصالات لحیمی محقیق را به سمت بهبود خواص و کارایی

سیستم sn-Ag  به روش های مختلف از جمله افزودن عناصر آلیاژی  و همچنین استفاده از عملیات

حرارتی و مکانیکی جهت ریز کردن و جلوگیری از رشد دانه قلع زمینه و… سوق داده است .

در این سمینار سیستم آلیاژی sn -Ag  معرفی گردیده ، کاربرد ها و خواص مکانیکی به خصوص

خواص خزشی این الیاژ ها تشریح شده و به صورت خلاصه تاثیر عناصر مختلف الیاژی و عملیات

حرارتی برراین خواص بیان می گردد .

:
فراینـد نفـوذ در خـلاء (Vacuum infusion) را هنـوز مـی تـوان فراینـد جدیـدی در صـنعت
کامپوزیت دانست. در این روش، از فشار خلاء برای آغشته کردن الیاف خشـک درون قالـب آب بنـدی
شده استفاده می شود. نفوذ رزین درخلاء به کمک تجهیزات و مواد مخصوصی انجام می گیـرد کـه در
ادامه تشریح خواهند شد. در روش لایه چینی معمولی، الیاف درون قالب قرار گرفته، به کمک قلـم مـو
و بصورت دستی با رزین آغشته می شوند. در روش بهبود یافته لایه چینـی، از یـک کیسـۀ خـلاء روی
قطعات آغشته شده استفاده می شود تا رزین های اضافی قبل از پخت از داخل قطعـه بیـرون کشـیده
شوند. قالبگیری کیسۀ خلاء تا حد زیادی نسبت الیاف به رزین را ارتقاء می دهد و در نتیجه قطعات بـا
استحکام بالاتر و وزن کمتر تولید می شود. هم اکنون در کشور، تقریبـاً تمـام روش هـای شـکل دهـی
کامپوزیتها وجود دارد اگرچه سهم آنها در تولید مواد کامپوزیتی یکسان نیسـت. سـهم اول مربـوط بـه
فرآیند رشته پیچی است و در مرتبه بعدی فرایند لایه گـذاری دسـتی و فراینـد قـالبگیری فشـاری در
سومین رتبه قرار می گیرد. سایر فرایندها اگرچه روند روبه رشدی دارند ولی در اقلیت قرار می گیرنـد.
با این وجود هر فرایندی ویژگی خاص خود را دارد و در بسیاری از موارد نمی توان از نظر اقتصادی یـا
حتی فنی، روش تولید را تغییر داد. مثلاً لوله هایی را که به روش فیلامنت و ایندینگ تولید می شوند،
نمی توان به روش دیگری تولید نمود و … البته در این میان استثنائاتی نیز وجود دارد. به عنوان مثـال
اغلب قطعاتی که به روش دستی تولید می شوند، قابلیت ساخت توسط فرایند نفوذ در خـلاء را دارنـد.
در سال های اخیر این تغییر فرایند در بسیاری از کشورهای صنعتی انجام شده و هنوز ادامه دارد.

در کشورما، با توجه به تعداد واحدهای زیادی که بـه روش دسـتی قطعـه تولیـد مـی کننـد، رونـد
افزایش رقابت اقتصادی در تولید و نیز ثبات و بلکه کاهش قیمت (با توجه به تورم) مواد اولیه با توجـه
به سرمایه گذاری های انجام شده در تولید الیاف و رزین در کشورهای همجوار، زمان آنست که فراینـد
VIP مورد توجه بیشتری قرار گیرد.
بسیاری از واحدهای کوچک و بزرگ داخلـی فعـال در تولیـد لـوازم بهداشـتی سـاختمان، قطعـات
خودرو، قایق سازی و مانند آن می توانند از مزایای این تغییر روش استفاده نمایند.
برای انجام این تغییر فعالیتهای زیادی بایستی در بحث ترویج (از طریق نمایشگاه هـا و سـمینارها)
آموزش (از طریق دوره های آموزشی) و تامین مواد اولیه (داخلی سازی برخی ملزومات ماننـد نـوار آب
بندی، کیسۀ خلاء و …) انجام گیرد. به نظر می رسد با توجه به جمیع جهـات، بایـد سـالهای آینـده را
متعلق به فرایند نفوذ در خلاء دانست.

اصلاح سطحی
پیشرفت الیاف محكم و سفت كربن و استفاده از آن در تقویت ساختارهای سبك وزن یكی از بهترین
دستاوردهای تكنولوژی در سالهای گذشته است و حجم تولیدات حاصل از آن دركاربردهای جدید
افزایش یافته است [۲]. لذا برای بهبود كارایی كامپوزیت نیاز به شناختن كلیه خواص الیاف می
باشد.كارایی كامپوزیت بستگی شدید به میزان چسبندگی بین الیاف و فاز پیوند دهنده دارد كه این
موضوع نیز به خواص سطح الیاف بر می گردد، بنابراین تعداد روشهای اصلاح سطح نیز متفاوت و رو به
افزایش است. كشف این موضوع كه اكسایش اصل دوده باعث تغییر در ماهیت سطح از حالت آبگریز به
آبدوست و نتیجاً افزایش چسبندگی به مواد پلیمری میشود خود عاملی برای ایجاد توانایی مشابه در

الیاف كربن شد كه متداولترین آن اكسایش سطح است.
بر حسب اكسایشی یا غیر اكسایشی بودن عملیات اصلاح موارد زیر مهم می باشد :
۱- انجام اصلاح در فاز گازی یا فاز مایع
۲- اصلاح در دمای نسبتا پایین (كمتر از ۱۵۰ درجه سانتی گراد) یا در دمای بسیار بالا به عنوان مثال
بیش از ۱۴۰۰ درجه سانتی گراد
۳-اصلاح از طریق روشهای شیمیایی والكتروشیمیایی یا دیگر روشها
۴-اینكه در اثر اصلاح بر وزن الیاف اضافه یا از وزن آن كاسته می شود
۲-۱- روشهای اصلاح سطحی
بر طبق یك تقسیم بندی اصلاح سطح بر حسب اكسایشی بودن به روشهای زیر تقسیم بندی میشود
[۳]. اكسایش در برخی دماها سبب تخریب الیاف و كاهش وزن و كاهش استحكام به وسیلهای ایجاد
حفره در سطح میشود.

هدف
اخیراً آلیاژكردن دو یا چند ماده پلیمری جهت دستیابی به خواص مطلوبتر هم از لحاظ پژوهشی و هم از لحاظ
تجاری مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است.آلیاژهای پلیمری چه در حالت پخت شده و چه در
حالت پخت نشده خواص فیزیكی و فرآیند پذیری بهبود یافته ای از خود نشان می دهند.[1-3] پلیمرها در
اكثركاربردها بدون تقویت كننده استفاده میشوند.اما در آلیاژ NR/EPDM به منظور بهبود مدول،استحكام

كششی و پارگی و افزایش مقاومت سایشی از تقویت كننده استفاده میشود. اضافه كردن تقویت كننده به
پلیمر منجربه ایجاد رنج وسیعی از برهم كنش ها در فصل مشترك پلیمر/تقویت كننده میشود. ذرات تقویت
كننده كه در ماتریس پلیمری پراكنده میشوند خواص كامپوزیت را تحت تاثیر قرار میدهند. كربن و سیلیكا
تقویت كننده های متداولی هستند كه برای مواد لاستیكی بكار گرفته میشوند.كربن یك تقویت كننده مناسب
میباشد، زیرا برهم كنش خوبی با زنجیرهای رابری ایجاد میكند.اما در درصدهای بالا از این تقویت كننده
،فرآیند پذیری آمیزه لاستیكی به میزان زیادی كاهش می یابد.. یكی از مواد تقویت كننده كه كاربردهایی در
صنعت لاستیك پیدا كرده است و اكنون شركت های بزرگ لاستیك سازی از آن در محصولات خود استفاده
می كنند، ذرات نانومتری خاك رس است كه با افزودن آن به لاستیك خواص آن بطور قابل ملاحظه ای بهبود
پیدا می كند كه از جمله می توان به موارد زیر اشاره كرد :1) افزایش مقاومت لاستیك در برابر سایش،2)
افزایش استحكام مكانیكی،3) افزایش مقاومت گرمایی،4) كاهش قابلیت اشتعال،5) بهبود بخشیدن اعوجاج
گرما.